En los MOSFET, ¿por qué el voltaje de la capa de inversión del cuerpo de la compuerta es capaz de crear un canal conductor, pero no es el mismo voltaje de drenaje de fuente?

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Tengo muy poca experiencia con la ingeniería eléctrica, así que por favor tenga paciencia conmigo. Esperaba obtener una explicación cualitativa, así como indicadores de las matemáticas / fórmulas que pudieran explicar formalmente los principios detrás de la siguiente pregunta:

En un MOSFET, entiendo el concepto de por qué una capa de inversión puede formarse por el voltaje del cuerpo de la compuerta, pero ¿por qué es que el voltaje requerido del cuerpo de la compuerta para crear esta capa de inversión es mucho más bajo que el voltaje requerido? para superar el sesgo inverso, es decir, solo se necesitan 6 V para crear una capa de inversión a través de la compuerta, pero se necesitarían 100 V para crear una "capa de inversión" entre la fuente y el drenaje (superar la unión de polarización inversa). ¿Es el posicionamiento de la puerta perpendicular a las uniones npn lo que de alguna manera afecta la facilidad con que el campo eléctrico puede hacer un canal de inversión a través del dispositivo? ¿O tal vez que el canal "invertido" creado por la compuerta a través de la sección p media es un área más pequeña que la que se invertiría si el voltaje de la fuente de drenaje fuera lo suficientemente alto como para crear un canal? ¿O es la proximidad de la puerta (y por lo tanto su campo) al área en el semiconductor que está tratando de invertir?

Si es así, ¿cuáles son las fórmulas físicas que explican esto? (Tengo el presentimiento de que el campo eléctrico de la puerta es como cortar un pequeño canal a través de la parte superior de una pared de ladrillos en lugar de intentar empujarlo hacia abajo desde la parte frontal)

    
pregunta Scott123

1 respuesta

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¿Por qué es que el voltaje requerido en el cuerpo de la compuerta para crear esta capa de inversión es mucho más bajo que el voltaje requerido para superar la polarización inversa?

     

¿O es la proximidad de la puerta (y, por lo tanto, su campo) al área en el semiconductor que está intentando invertir?

Eso es todo. La puerta está separada por meros decenas de nanómetros del canal por el óxido de la puerta, mientras que la longitud del canal puede estar separada por µm o más (según VDSmax), por lo que el campo eléctrico de la puerta es cientos de veces más fuerte. >     

respondido por el AndyW

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